CN102205347A - 组合式液压预紧锁紧装置及硬质合金复合轧辊 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合式液压预紧锁紧装置以及利用该装置装配的硬质合金复合轧辊；该装置包括预紧螺母、T型垫环和一对半环组成的预紧组合垫，若干传力柱、液压法兰、环形垫环、环形活塞和密封圈；预紧螺母上还设计有外螺纹和若干均布的轴向通孔，传力柱与其相配且可轴向移动，液压法兰与预紧螺母外螺纹相配合，其外柱面上设置有与环形活塞相通的油孔；环形活塞位于液压法兰内的缸体内且端面与环形垫环下端面面接触；密封圈置于环形活塞与液压法兰的缸体之间；该装置既能可靠预紧锁紧轴上零部件，同时可取代液压螺母，无需带压工作，也无需长期承受工作环境温度、油、水气等的影响，使用寿命长，且结构简单、成本低。

Description

组合式液压预紧锁紧装置及硬质合金复合轧辊
技术领域
本发明涉及一种组合式液压预紧锁紧装置，以及利用该装置装配的一种硬质合金复合轧辊。
背景技术
硬质合金复合轧辊常用复合形式为轧辊母轴与轧辊环胶结、过盈配合、或采用液压螺母紧固，以及在液压螺母与被夹持零件间塞入垫环、带斜面的锁紧环或者楔形环等填充液压螺母与被夹持零件间的间隙，保持泄压后的预紧力。液压螺母因能产生较大的轴向预紧力，保证已紧固的机构在振动、温度变化、冲击等环境波动大的情况下有效克服轴向蠕变，稳定紧固而广泛应用于冶金机械、矿山机械、机床、船舶、轧辊等领域，尤其适合于大螺母紧固的场合，比如在硬质合金复合轧辊中应用。但是液压螺母也存在突出的局限性，专利ZL01240838.7 公开公布了一种液压螺母装置,由测压接头和测压排气接头组成,其环状凸台与螺母替内的凹槽周向接触面之间设有密封件，带压工作.其具有结构简单、加工制造容易、成本低，输出推力大等特点，但是该装置在使用过程中需要测压和补压，否则有可能松动，紧固不稳，最终导致紧固机构失效。专利ZL02208899.7、ZL0322625.1、ZL200520050660.9公开的液压预紧机构，它们共同的特点是：当液压螺母达到了所需的预紧力后，在液压螺母与被夹持零件间塞入垫环（略小于半圆）、带斜面的锁紧环或者楔形环等填充液压螺母与夹持零件间的间隙，传递压力，待液压螺母卸压后保持紧固机构的预紧力。此类结构的液压预紧机构最大的优点是，液压螺母不需要带压力工作，安全、预紧稳定可靠；不足之处是液压螺母的密封件是高分子材料，受温度、油、水气等因素的影响易老化，不利于多次使用，并且这种耐高压的密封件，对材料要求苛刻，价格昂贵。
发明内容
本发明针对上述不足，提供一种组合式液压预紧锁紧装置，既能可靠预紧锁紧轴上零部件，同时可取代液压螺母，无需带压工作，也无需长期承受工作环境温度、油、水气等的影响，使用寿命长，且结构简单、成本低。同时本发明还提供了一种利用该装置装配的硬质合金复合轧辊。
为实现上述目的，本发明的组合式液压预紧锁紧装置，包括预紧螺母、轴截面呈“T”型的T型垫环和一对半圆型半环组成的预紧组合垫，还包括若干传力柱、液压法兰、环形垫环、环形活塞和密封圈；预紧螺母上还设计有外螺纹和若干均布的轴向通孔，传力柱与预紧螺母的轴向通孔相配且可在其中轴向移动，其长度大于轴向通孔长度，且下端面与置于预紧螺母和液压法兰之间的环形垫环上端面面接触；T型垫环小端直径大于预紧螺母上通孔外沿所在圆的直径；液压法兰与预紧螺母外螺纹相配合，其外柱面上设置有与环形活塞相通的油孔；环形活塞位于液压法兰螺纹内端面的缸体内且端面与环形垫环下端面面接触；密封圈置于环形活塞与液压法兰的缸体之间。
作为改进，所述液压法兰外柱面上还设置有若干均布的圆周方向的孔。
所述预紧螺母、液压法兰、环形垫环、T型垫环、环形活塞、半环采用高强度合金结构钢，比如：预紧螺母、液压法兰、环形垫环采用35CrMnSiA，T型垫环、环形活塞、半环采用42CrMo；传力柱采用高抗压强度材料，如硬质合金。
本发明的利用前述的组合式液压预紧锁紧装置装配的硬质合金复合轧辊，包括带凸台的轧辊母轴、套装在母轴上且紧靠轧辊母轴凸台的多个间隔布置的轧辊环和隔环、与轧辊母轴凸台相对一端的螺纹连接的带内螺纹的预紧螺母、在隔环与预紧螺母间还设置有由一轴截面呈“T”型的T型垫环和一对半圆型半环组成的预紧组合垫；所述预紧螺母上还设计有与液压法兰相配合的外螺纹，以及若干均布的与传力柱相配且可让传力柱在其中轴向移动的轴向通孔；T型垫环小端直径大于预紧螺母上通孔外沿所在圆的直径。
本发明的组合式液压预紧锁紧装置，由于预紧螺母带内螺纹、外螺纹，其内螺纹与轴的外螺纹、外螺纹与液压法兰的内螺纹连接；传力柱可在预紧螺母的轴向通孔中自由移动；液压法兰中设置有缸体、进油孔。注入液压油时，环形活塞受力产生轴向运动，顶起环形垫环和传力柱，把压力传递给T型垫环，压紧待紧固的轴机构，最后迫使轴机构产生弹性变形，如垫环压缩、轴拉长、螺纹变形等，对轴上的隔环、轧辊环等零件形成预紧力。T型垫环与需预紧的轴，如轧辊母轴，有间隙，可沿轴作轴向移动。当液压法兰的油压达到设计值时，即预紧力达到要求值时，把合适高度的一组半环塞入T型垫环与预紧螺母之间的缝隙，并通过螺栓固定在T型垫环上。卸压后，T型垫环与预紧螺母通过半环紧紧顶死，保持预紧力，使轴上零件与轴，如硬质合金复合轧辊上的轧辊环、隔环可与轧辊母轴可靠地预紧锁紧。通过液压法兰圆周上的孔内，插入撬棍等工具卸出液压法兰，取出环形垫环和传力柱，完成整个预紧过程。这样，组合式液压预紧锁紧装置，取代了液压螺母，无需带压工作，也无需长期承受工作环境温度、油、水气等的影响，使用寿命长，且结构简单、成本低。
当需拆卸整个轴向预紧锁紧机构时，只需再依次装配好传力柱、环形垫环、液压法兰，按设计要求加压，顶起T型垫环，使半环与预紧螺母分离，松开螺栓取出半环，卸压，预紧力消除，再依次拆卸预紧螺母以及T型垫环等。
环形垫环均匀地传递了环形活塞的压力，避免环形活塞变形，当旋转卸液压法兰时，也避免了传力柱卡在环形活塞和预紧螺母之间而无法转动液压法兰的情形发生。
液压法兰、环形垫环和传力柱作为预紧锁紧和卸压的工具，可重复使用；密封圈也因此不受作业环境中油、温度、水气等因素变化影响，不容易老化，使用寿命增长。本发明的组合式液压预紧锁紧装置完全取代了液压螺母，受力状况无任何改变，但是成本降低很多。同时，利用本发明的组合式液压预紧锁紧装置装配的硬质合金复合轧辊，液压螺母、T型垫环和半环组成的预紧组合垫作为复合轧辊的一部分，通过组合式液压预紧锁紧装置的液压法兰、环形垫环和传力柱将轧辊环、隔环与轧辊母轴实现了可靠的预紧锁紧。
附图说明
图1是本发明的组合式液压预紧锁紧装置的结构示意图。
图2是利用组合式液压预紧锁紧装置装配硬质合金复合轧辊的示意图。
图3为本发明的利用组合式液压预紧锁紧装置装配的硬质合金复合轧辊结构示意图。
图中：1. T型垫环  2. 半环  3. 预紧螺母   4. 液压发兰   5. 环形活塞6. 密封圈   7. 传力柱   8. 螺栓   9. 环形垫环  a. 标准接油头螺孔       b. 环形活塞卸装螺孔   c. T型垫环卸装孔   d. 液压法兰卸装孔   e. 隔环   f. 硬质合金辊环   g. 轴。
具体实施方式
如图1所示，一种组合式液压预紧锁紧装置，包括预紧螺母3、轴截面呈“T”型的T型垫环1和一对半圆型半环2组成的预紧组合垫、若干传力柱7、液压法兰4、环形垫环9、环形活塞5和密封圈6；预紧螺母3上还设计有外螺纹和若干均布的轴向通孔31，传力柱7与预紧螺母3的若干轴向通孔31相配且可在其中轴向移动，其长度大于轴向通孔31长度，且下端面与置于预紧螺母3和液压法兰4之间的环形垫环9上端面面接触；T型垫环1小端直径大于预紧螺母3上通孔31外沿所在圆的直径，以便均匀传递力；液压法兰4与预紧螺母3外螺纹相配合，其外柱面上设置有与所述环形活塞5相通的油孔42；环形活塞5位于液压法兰4螺纹内端面的缸体41内且端面与环形垫环9下端面面接触；密封圈（6）置于环形活塞5与液压法兰4的缸体41之间。
为便于安装，液压法兰4外柱面上还设置有若干均布的圆周方向的孔42。
预紧螺母3、液压法兰4、环形垫环9、T型垫环1、环形活塞5、半环2适宜采用高强度合金结构钢，其中预紧螺母3、液压法兰4、环形垫环9采用高强度合金结构钢35CrMnSiA，T型垫环1、环形活塞5、半环2采用高强度合金结构钢为42CrMo，传力柱7采用高抗压强度材料，如硬质合金。
利用该组合式液压预紧锁紧装置装配的硬质合金复合轧辊，包括带凸台的轧辊母轴g、套装在母轴上且紧靠轧辊母轴凸台的多个间隔布置的轧辊环f和隔环e、与轧辊母轴凸台相对一端的螺纹连接的带内螺纹的预紧螺母3、在隔环e与预紧螺母3间还设置有由一轴截面呈“T”型的T型垫环1和一对半圆型半环2组成的预紧组合垫；预紧螺母3上还设计有与液压法兰4相配合的外螺纹，以及若干均布的与传力柱7相配且可让传力柱7在其中轴向移动的轴向通孔31；预紧螺母3上的通孔31外沿所在圆的直径小于T型垫环1小端直径，以便置于通孔31中的若干个传力柱7能均匀传递液压力。
硬质合金复合轧辊安装时（参见图2），先把轧辊母轴g竖直立起（图2位置旋转180℃），向轧辊母轴凸台位置依次装入硬质合金辊环f、隔环e、T型垫环1；把预紧螺母3旋进轧辊母轴g，端面抵住T型垫环1，然后将组装部件旋转180℃；把组合式液压预紧锁紧装置的传力柱7插入预紧螺母3的轴向通孔31中，把环形垫环9平放在传力柱7上，要求环形垫环9与轧辊母轴g基本同轴；最后把液压法兰4旋进预紧螺母3中，刚好抵住环形垫环9为佳。然后，通过油孔42向缸体41内的环形活塞5加压，轧辊母轴上端通过支架固定，环形活塞5受力产生轴向运动，顶起环形垫环9和传力柱7，把压力均匀传递给T型垫环1，T型垫环1产生轴向位移，首先消除硬质合金辊环f和隔环e间的轴向间隙，随着压力不断增加，最后迫使轴机构产生弹性变形，比如隔环垫环压缩、轴拉长、螺纹变形等，形成预紧力。当油压达到设计值时，把合适高度的一对半环2塞入T型垫环1与预紧螺母3之间的缝隙，半环2通过螺栓8再固定在T型垫环1上。然后卸除油压，T型垫环1与预紧螺母3通过半环2紧紧顶死，保持预紧力。这样完成了整个预紧锁紧，然后通过橇棍等合适的工具和液压法兰4圆周上的卸装孔d，卸出液压发兰4，取出环形垫环9和传力柱7。本发明的硬质合金复合轧辊即完成装配、可进一步安装并进入工作状态。
当硬质合金复合轧辊需要更换硬质合金辊环时，再依次装配好传力柱7、环形垫环9、液压法兰4，按设计要求加压，顶起T型垫环1，使半环2与预紧螺母3分离，松开螺栓8取出半环2，卸压，预紧力消除，再依次拆卸预紧螺母3以及T型垫环1（通过卸装孔c即可方便T型垫环1的拆装），即可取出硬质合金辊环f和隔环e。
本发明的硬质合金复合轧辊不含液压法兰4、环形垫环9和传力柱7，完全由预紧螺母3（即普通机械螺母取代了液压螺母，并且受力状况完全一致，成本下降30%左右。由于液压法兰4不随硬质合金复合轧辊参与轧钢等作业，因此密封圈6不受作业环境中油、温度、水气等因素变化影响，不容易老化，使用寿命增强5倍以上，并且避免了通常的硬质合金复合轧辊因液压螺母密封圈老化漏油而无法卸出的情况。
当然，本法明的组合式液压预紧锁紧及拆卸装置也不仅仅只能用于硬质合金复合轧辊的预紧锁紧，同样能应用于所有轴类零部件的预紧锁紧。                                                
Figure 973477DEST_PATH_IMAGE001

Claims (6)

1.一种组合式液压预紧锁紧装置，包括预紧螺母（3）、轴截面呈“T”型的T型垫环(1)和一对通过若干螺钉（8）固定在T型垫环（1）上的半圆型半环(2)组成的预紧组合垫，其特征是：它还包括若干传力柱（7）、液压法兰（4）、环形垫环（9）、环形活塞（5）和密封圈（6）；所述预紧螺母(3)上还设计有外螺纹和若干均布的轴向通孔（31），传力柱（7）与预紧螺母（3）的轴向通孔（31）相配且可在其中轴向移动，其长度大于轴向通孔（31）长度，且下端面与置于预紧螺母（3）和液压法兰（4）之间的环形垫环（9）上端面面接触；所述T型垫环(1)小端直径大于预紧螺母(3)上通孔（31）外沿所在圆的直径；所述液压法兰（4）与预紧螺母（3）外螺纹相配合，其外柱面上设置有与所述环形活塞（5）相通的油孔（42）；所述环形活塞（5）位于液压法兰（4）螺纹内端面的缸体（41）内且端面与环形垫环（9）下端面面接触；所述密封圈（6）置于环形活塞（5）与液压法兰（4）的缸体（41）之间。
2.根据权利要求1所述的组合式液压预紧锁紧装置，其特征是：所述液压法兰（4）外柱面上还设置有若干均布的圆周方向的卸装孔（42）。
3.根据权利要求1所述的组合式液压预紧锁紧装置，其特征是：所述环形活塞（5）大端面设置有若干均布的卸装螺孔（51）。
4.根据权利要求1所述的组合式液压预紧锁紧装置，其特征是：所述预紧螺母（3）、液压法兰（4）、环形垫环（9）、T型垫环（1）、环形活塞（5）、半环（2）采用高强度合金结构钢，传力柱（7）采用高抗压强度材料。
5.根据权利要求3所述的组合式液压预紧锁紧装置，其特征是：所述预紧螺母（3）、液压法兰（4）、环形垫环（9）采用的高强度合金结构钢为35CrMnSiA；所述T型垫环（1）、环形活塞（5）、半环（2）采用的高强度合金结构钢为42CrMo；所述传力柱（7）采用的高抗压强度材料为硬质合金。
6.一种利用权利要求1-4之一所述的组合式液压预紧锁紧装置装配的硬质合金复合轧辊，包括带凸台的轧辊母轴（g）、套装在母轴上且紧靠轧辊母轴凸台的多个间隔布置的辊环(f)和隔环(e)、与轧辊母轴凸台相对一端的螺纹连接的带内螺纹的预紧螺母(3)、在所述隔环(e)与预紧螺母(3)间还设置有由一轴截面呈“T”型的T型垫环(1)和一对通过若干螺钉（8）固定在T型垫环（1）上的半圆型半环(2)组成的预紧组合垫；其特征是：所述预紧螺母(3)上还设计有与液压法兰（4）相配合的外螺纹，以及若干均布的与传力柱（7）相配且可让传力柱（7）在其中轴向移动的轴向通孔（31）；所述预紧螺母(3)上通孔（31）外沿所在圆的直径小于T型垫环(1)小端直径。
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